一种安全性高的软岩隧道支护施工方法技术

本发明专利技术公开了一种安全性高的软岩隧道支护施工方法，包括以下步骤：步骤一：硐体结构、管棚施工，对硐体进行管棚施工步骤，在建设后的管棚位置下方安装1榀钢拱架，在硐体内壁施作混凝土套作为支撑层，在支撑层达到要求的硬度后，管棚位置处钻若干管棚管孔，并将管棚管插入管孔中，管棚管末端与钢拱架焊接，每施工5‑9榀钢拱架，施工1组管棚管。本发明专利技术解决了开挖面长时间暴露松弛，多次扰动切割具有垂直节理的黄土，严重降低了黄土隧道开挖面上黄土的自稳能力，封闭围岩周期较长，往往造成围岩掉块形成局部空腔，增加施工周期和危险性，隧道掌子面大面积暴露，隧道围岩松弛，硐室凌空面将掉块、坍塌的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种安全性高的软岩隧道支护施工方法
本专利技术涉及软岩隧道支护施工
，具体为一种安全性高的软岩隧道支护施工方法。
技术介绍
目前，含水软弱破碎围岩地质硐室施工，一般采用管棚预注浆、锚杆、钢拱架联合初期支护施工技术的施工方法，然而，就具体在黄土地质中开挖隧道，缺点是，采用管棚预注浆及先施工锚杆，两道施工工序均会破坏原含水黄土结构，开挖面长时间暴露松弛，多次扰动切割具有垂直节理的黄土，严重降低了黄土隧道开挖面上黄土的自稳能力，加之，钢拱架、锚杆施工需要占用一定时间，封闭围岩周期较长，往往造成围岩掉块形成局部空腔，轻则增加初期喷射混凝土数量，工程成本增加，重则隧道拱顶下沉垮塌，或隧道整体落拱，造成工程事故，由于该地质施工时需开挖弧形导坑，预留核心土，造成锚杆施工困难，钢拱架侧向喷射混凝土不密实，有时有小的局部空腔，有时机械开挖弧形导坑，预留足够核心土非常困难，隧道掌子面大面积暴露，隧道围岩松弛，硐室凌空面将掉块、坍塌。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种安全性高的软岩隧道支护施工方法，具备隧道内部支撑稳定，施工周期缩短，采用临时锚杆支挡，提高支撑性能，安全性高的优点，解决了开挖面长时间暴露松弛，多次扰动切割具有垂直节理的黄土，严重降低了黄土隧道开挖面上黄土的自稳能力，封闭围岩周期较长，往往造成围岩掉块形成局部空腔，增加施工周期和危险性，隧道掌子面大面积暴露，隧道围岩松弛，硐室凌空面将掉块、坍塌的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种安全性高的软岩隧道支护施工方法，包括以下步骤：步骤一：硐体结构、管棚施工，对硐体进行管棚施工步骤，在建设后的管棚位置下方安装1榀钢拱架，在硐体内壁施作混凝土套作为支撑层，在支撑层达到要求的硬度后，管棚位置处钻若干管棚管孔，并将管棚管插入管孔中，管棚管末端与钢拱架焊接，每施工5-9榀钢拱架，施工1组管棚管，形成上部拱体开挖临时支护受力体系；步骤二：对硐体进行超前小导管施工，在小导管上开设若干小孔，在建设后的小导管位置下方安装1榀钢拱架，钢拱架上开设预留孔，超前注浆小导管施做时穿过拱部钢拱架腹板上的预留孔，由顶头顶进，外露端支于钢拱架上形成超前支护系统，然后采用高压注浆对地层做进一步加固，注浆压力为0.5-1.0MPa，注浆结束后将管口封堵，以防浆液流出；步骤三：临时锚杆施工，对硐体上拱部进行弧形开挖，预留核心土支撑掌子面，掌子面核心土以外部分增加工具式楔形锚杆+挡土板支挡，楔形锚杆支挡的一端为倒锥形，在软岩层区域布置系统锚杆，将中空的系统锚杆插入已经布设的锚杆孔内，在锚杆孔处预装锚杆专用止浆塞，使系统锚杆的锚杆头与压浆机出浆管连接，并在隧道的拱脚处设置锁脚小导管，利用系统锚杆、锁脚小导管的渗入对岩体进行注浆；步骤四：钢拱架施工，立设钢拱架，先根据预留沉降量、安装顺序、接缝部位等指标设计分段拱架尺寸，焊接在冷弯机的弯曲平台上，型钢冷弯时，用冷弯机的千斤顶缓缓推进型钢，拱架连接端设置连接板，位于里外层拱架相邻面的连接板一侧应与拱架的翼板相对齐，以保证拱架在安装时能够密贴，每推进5厘米测量一下型钢水平度等指标，直至达到所要求的设计弧度；步骤五：初次喷射混凝土并安装预留锚杆孔芯棒，然后挂设钢筋网，对钢拱架进行锁脚锚管安装施工，各锁脚锚管与钢架之间通过环形钢筋连接件进行牢固焊接，以避免钢架锁脚失效；步骤六：注浆施工，二次复喷混凝土，然后在混凝土成型以后拔出芯棒，预留锚杆孔成型，沿钢拱架在隧道开挖前进方向侧预埋注浆管并临时封堵，完成喷射混凝土找平后，然后再次喷混凝土至覆盖钢拱架3-5厘米，密实压注水泥浆。优选的，所述对腰部开挖2-3米，腰部拱墙体上挂设钢筋网、立设钢拱架，锚喷混凝土，然后对底部仰拱进行开挖2-3米，挂设钢筋网、立设钢拱架，喷射混凝土，二次模筑混凝土填充仰拱，然后对整个拱墙进行二次钢筋混凝土衬砌。优选的，所述桐体开挖过程中出现超挖或者出现小型坍塌时，对软岩进行速喷处理，喷射厚度宜控制在5-10厘米，安装钢拱架、网片及纵向连接筋，喷射混凝土，形成初期支护承载壳体，用方木垛对期支护壳体支护，塌腔回填至回填混凝土定型。优选的，所述在步骤二中用长3-5米、直径42米米、环向设置间距20-50厘米的热压无缝钢花管，沿开挖轮廓线120°范围内以5°-20°的外插角穿过拱部外层钢拱架腹板上的预留孔，伸入至掌子面前方地层并进行注浆加固，最后完成拱部外层喷射混凝土的施做。优选的，所述在步骤四中按照设计的拱架弧度和长度在液压冷弯机上设置弯曲胎模，胎模可由2厘米厚钢板加工制作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术具备隧道内部支撑稳定，施工周期缩短，采用临时锚杆支挡，提高支撑性能，安全性高的优点，解决了开挖面长时间暴露松弛，多次扰动切割具有垂直节理的黄土，严重降低了黄土隧道开挖面上黄土的自稳能力，封闭围岩周期较长，往往造成围岩掉块形成局部空腔，增加施工周期和危险性，隧道掌子面大面积暴露，隧道围岩松弛，硐室凌空面将掉块、坍塌的问题；2、本专利技术通过采用临时锚杆+挡土板支挡掌子面，可以对掌子面进行临时加固，避免隧道掌子面大面积暴露，隧道围岩松弛，硐室凌空面将掉块、坍塌情况的发生；3、本专利技术通过管棚管末端与钢拱架焊接，管棚管末端与钢拱架焊接，其连接稳固，增强稳固支撑性能，预留锚杆孔除了可以方便施工、精准安装锚杆，减少黄土掉块、垮塌外，还可以使硐室开挖喷锚混凝土初期支护的受力体系更趋近合理，保证了黄土成拱效应。附图说明图1为本专利技术施工横断面示意图；图2为本专利技术施工侧视横断面示意图；图3为本专利技术钢拱架节点示意图；图4为本专利技术楔形锚杆+挡土板结构示意图。图中：1系统锚杆、2小导管、3钢筋网、4注浆管、5钢拱架、6预留锚杆孔芯棒、7黄土、8混凝土、9预留核心土、10临时锚杆。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的系统锚杆1、小导管2、钢筋网3、注浆管4、钢拱架5、预留锚杆孔芯棒6、黄土7、混凝土8、预留核心土9和临时锚杆+挡土板10部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。请参阅图1-4，一种安全性高的软岩隧道支护施工方法，包括以下步骤：步骤一：硐体结构、管棚施工，对硐体进行管棚施工步骤，在建设后的管棚位置下方安装1榀钢拱架，在硐体内壁施作混凝土套作为支撑层，在支撑层达到要求的硬度后，管棚位置处钻若干管棚管孔，并将管棚管插入管孔中，管棚管末端与钢拱架焊接，每施工5-9榀钢拱架，施工1组管棚管，形成上部拱体开挖临时支护受力体系；步骤二：对硐体进行超前小导管施工，在小导管上开设若干小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全性高的软岩隧道支护施工方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：硐体结构、管棚施工，对硐体进行管棚施工步骤，在建设后的管棚位置下方安装1榀钢拱架，在硐体内壁施作混凝土套作为支撑层，在支撑层达到要求的硬度后，管棚位置处钻若干管棚管孔，并将管棚管插入管孔中，管棚管末端与钢拱架焊接，每施工5-9榀钢拱架，施工1组管棚管，形成上部拱体开挖临时支护受力体系；/n步骤二：对硐体进行超前小导管施工，在小导管上开设若干小孔，在建设后的小导管位置下方安装1榀钢拱架，钢拱架上开设预留孔，超前注浆小导管施做时穿过拱部钢拱架腹板上的预留孔，由顶头顶进，外露端支于钢拱架上形成超前支护系统，然后采用高压注浆对地层做进一步加固，注浆压力为0.5-1.0MPa，注浆结束后将管口封堵，以防浆液流出；/n步骤三：临时锚杆施工，对硐体上拱部进行弧形开挖，预留核心土支撑掌子面，掌子面核心土以外部分增加工具式楔形锚杆+挡土板支挡，楔形锚杆支挡的一端为倒锥形，在软岩层区域布置系统锚杆，将中空的系统锚杆插入已经布设的锚杆孔内，在锚杆孔处预装锚杆专用止浆塞，使系统锚杆的锚杆头与压浆机出浆管连接，并在隧道的拱脚处设置锁脚小导管，利用系统锚杆、锁脚小导管的渗入对岩体进行注浆；/n步骤四：钢拱架施工，立设钢拱架，先根据预留沉降量、安装顺序、接缝部位等指标设计分段拱架尺寸，焊接在冷弯机的弯曲平台上，型钢冷弯时，用冷弯机的千斤顶缓缓推进型钢，拱架连接端设置连接板，位于里外层拱架相邻面的连接板一侧应与拱架的翼板相对齐，以保证拱架在安装时能够密贴，每推进5厘米测量一下型钢水平度等指标，直至达到所要求的设计弧度；/n步骤五：初次喷射混凝土并安装预留锚杆孔芯棒，然后挂设钢筋网，对钢拱架进行锁脚锚管安装施工，各锁脚锚管与钢架之间通过环形钢筋连接件进行牢固焊接，以避免钢架锁脚失效；/n步骤六：注浆施工，二次复喷混凝土，然后在混凝土成型以后拔出芯棒，预留锚杆孔成型，沿钢拱架在隧道开挖前进方向侧预埋注浆管并临时封堵，完成喷射混凝土找平后，然后再次喷混凝土至覆盖钢拱架3-5厘米，密实压注水泥浆。/n...

【技术特征摘要】
1.一种安全性高的软岩隧道支护施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：硐体结构、管棚施工，对硐体进行管棚施工步骤，在建设后的管棚位置下方安装1榀钢拱架，在硐体内壁施作混凝土套作为支撑层，在支撑层达到要求的硬度后，管棚位置处钻若干管棚管孔，并将管棚管插入管孔中，管棚管末端与钢拱架焊接，每施工5-9榀钢拱架，施工1组管棚管，形成上部拱体开挖临时支护受力体系；
步骤二：对硐体进行超前小导管施工，在小导管上开设若干小孔，在建设后的小导管位置下方安装1榀钢拱架，钢拱架上开设预留孔，超前注浆小导管施做时穿过拱部钢拱架腹板上的预留孔，由顶头顶进，外露端支于钢拱架上形成超前支护系统，然后采用高压注浆对地层做进一步加固，注浆压力为0.5-1.0MPa，注浆结束后将管口封堵，以防浆液流出；
步骤三：临时锚杆施工，对硐体上拱部进行弧形开挖，预留核心土支撑掌子面，掌子面核心土以外部分增加工具式楔形锚杆+挡土板支挡，楔形锚杆支挡的一端为倒锥形，在软岩层区域布置系统锚杆，将中空的系统锚杆插入已经布设的锚杆孔内，在锚杆孔处预装锚杆专用止浆塞，使系统锚杆的锚杆头与压浆机出浆管连接，并在隧道的拱脚处设置锁脚小导管，利用系统锚杆、锁脚小导管的渗入对岩体进行注浆；
步骤四：钢拱架施工，立设钢拱架，先根据预留沉降量、安装顺序、接缝部位等指标设计分段拱架尺寸，焊接在冷弯机的弯曲平台上，型钢冷弯时，用冷弯机的千斤顶缓缓推进型钢，拱架连接端设置连接板，位于里外层拱架相邻面的连接板一侧应与拱架的翼板相对齐，以保证拱架在安装时能够密贴，每推进5厘米测量一下型钢水平度等指标，直至达到所要求的设计弧度；
步骤五：初次喷射混凝土并安装预留锚杆孔芯棒，然后挂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴占东，贾东荣，张飞，潘相辉，
申请(专利权)人：中铁上海工程局集团有限公司，中铁上海工程局集团第七工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31